DE102016009520A1

DE102016009520A1 - Bearbeitungssystem mit Werkzeugmaschine und Roboter zum Anbringen und Lösen eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102016009520A1
Application number: DE102016009520.2A
Authority: DE
Inventors: Hidenori Kurebayashi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2017-02-16
Also published as: US10895862B2; US20170045874A1; CN106425651A; JP2017035757A; CN106425651B

Abstract

Ein Bearbeitungssystem ist mit einer Werkzeugmaschine, die eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Werkstücks, einem Roboter zum Anbringen des Werkstücks an der Befestigungsvorrichtung, einer Hand, die an einem Spitzenende eines Arms des Roboters angebracht ist, und einer Steuervorrichtung zum Steuern der Werkzeugmaschine, des Roboters und der Hand versehen. Die Befestigungsvorrichtung umfasst Halteelemente zum Halten eines Werkstücks und Halteelementantriebsmotoren zum Antreiben der Halteelemente.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungssystem, das mit einer Werkzeugmaschine und einem Roboter zum Anbringen und Lösen eines Werkstücks versehen ist.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Seit ein paar Jahren wird ein Bearbeitungssystem verwendet, das mit einem Roboter zum Anbringen und Lösen eines Werkstücks an bzw. aus einer Werkzeugmaschine versehen ist. Beim Bearbeitungssystem bringt der Roboter ein Werkstück zur Werkzeugmaschine und die Werkzeugmaschine bearbeitet das Werkstück. Nachdem die Werkzeugmaschine die Bearbeitung des Werkstücks abgeschlossen hat, gibt der Roboter das Werkstück aus der Werkzeugmaschine aus.
Die nichtgeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 61-125752 offenbart, dass ein hydraulischer Zylinder oder ein Drehzylinder, der in eine Spannfuttervorrichtung einer Werkzeugmaschine eingebettet ist, einen Aktuator aktiviert und dass die Aktivierung des Aktuators bewirkt, dass sich eine Mehrzahl von Laufbuchsen bewegt, so dass ein Werkstück automatisch an der Spannfuttervorrichtung angebracht oder aus dieser gelöst wird.
Wenn ein Roboter ein Werkstück anbringt oder löst, ermöglicht die Verwendung einer Steuervorrichtung zum Steuern einer Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Werkstücks an einer Werkzeugmaschine die Konstruktion eines automatischen Betriebssystems, das kein menschliches Eingreifen erfordert. Bei herkömmlichen Bearbeitungssystemen wird die Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Werkstücks an einer Werkzeugmaschine jedoch hydraulisch oder pneumatisch angetrieben.
Bei der Befestigungsvorrichtung vom hydraulischen Typ oder pneumatischen Typ wird ein Kolben zum Antreiben eines Klauenteils bereitgestellt und hydraulisch oder pneumatisch angetrieben. Bei der Befestigungsvorrichtung vom hydraulischen Typ oder pneumatischen Typ wird ein Werkstück jedoch ohne Feinabstimmung der Position des Kolbens gehalten oder freigegeben. Dies führt dazu, dass sich der Klauenteil breit bewegt und sich Arbeitsstunden erhöhen. Beispielsweise bei der Befestigungsvorrichtung vom hydraulischen Typ oder pneumatischen Typ ist der Klauenteil zum Halten des Werkstücks während eines Betriebs zum Anbringen eines Werkstücks größtmöglich offen. Die Bewegung des Roboters wird gestoppt, während der Klauenteil angetrieben wird, und demgemäß erfordert der Roboter eine Wartezeit, damit ein Werkstückeinbringungsbetrieb beginnt.
Kurzdarstellung der Erfindung
Ein Bearbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Werkzeugmaschine versehen, die eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Werkstücks umfasst. Das Bearbeitungssystem ist mit einem Roboter zum Anbringen eines unbearbeiteten Werkstücks an der Befestigungsvorrichtung und zum Lösen eines bearbeiteten Werkstücks aus der Befestigungsvorrichtung und mit einer Hand versehen, die an einem Spitzenende eines Arms des Roboters angebracht ist. Das Bearbeitungssystem ist mit einer Steuervorrichtung zum Steuern der Werkzeugmaschine, des Roboters und der Hand versehen. Die Befestigungsvorrichtung umfasst ein Halteelement zum Halten eines Werkstücks und einen Halteelementantriebsmotor zum Bewegen des Halteelements. Das Halteelement bewegt sich, um ein Werkstück zu halten oder freizugeben.
Bei der obigen Erfindung kann die Hand ein Greifelement zum Greifen eines Werkstücks und einen Greifelementantriebsmotor zum Antreiben des Greifelements umfassen.
Bei der obigen Erfindung kann die Steuervorrichtung eine Robotersteuervorrichtung zum Steuern des Roboters und eine Werkzeugmaschinensteuervorrichtung zum Steuern eines Antriebsmotors für eine Bewegungsachse in der Werkzeugmaschine umfassen. Die Befestigungsvorrichtung kann von der Robotersteuervorrichtung gesteuert werden.
Bei der obigen Erfindung kann die Befestigungsvorrichtung eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen einer Position des Halteelements umfassen. Die Steuervorrichtung kann eine Abmessung des Teils des Werkstücks, der vom Halteelement gehalten wird, auf Basis einer Position des Halteelements, wenn das Halteelement ein Werkstück haltet, berechnen.
Bei der obigen Erfindung kann die Hand eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen eines Antriebsstatus des Greifelements umfassen. Die Steuervorrichtung kann eine Abmessung des Teils des Werkstücks, der vom Greifelement gegriffen wird, auf Basis des Antriebsstatus des Greifelements, wenn das Greifelement das Werkstück greift, berechnen.
Bei der obigen Erfindung kann die Steuervorrichtung die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück zum Zeitpunkt, an dem das Werkstück bearbeitet wird, auf Basis der berechneten Abmessungen des Werkstücks korrigieren. Die Steuervorrichtung kann die Werkzeugmaschine steuern, so dass sie das Werkstück in der korrigierten relativen Position bearbeitet.
Bei der obigen Erfindung kann das Werkstück, wenn das Werkstück an der Befestigungsvorrichtung befestigt ist, während es von der Hand gegriffen wird, bewegt werden, indem es vom Halteelement gedrückt wird. Die Steuervorrichtung kann eine Position und eine Ausrichtung des Roboters ändern, um der Bewegung des Werkstücks zu folgen.
Bei der obigen Erfindung kann eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Position und der Ausrichtung des Roboters bereitgestellt werden. Die Steuervorrichtung kann die Position der Hand auf Basis der Position und der Ausrichtung des Roboters berechnen. Die Steuervorrichtung kann das Bewegungsausmaß des Werkstücks, wenn der Roboter der Bewegung des Werkstücks folgt, auf Basis der Position der Hand vor und nach Halten des Werkstücks in der Befestigungsvorrichtung berechnen. Die Steuervorrichtung kann die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück zum Zeitpunkt, an dem das Werkstück bearbeitet wird, auf Basis des Bewegungsausmaßes des Werkstücks korrigieren. Die Steuervorrichtung kann die Werkzeugmaschine steuern, so dass sie das Werkstück in der korrigierten relativen Position bearbeitet.
Bei der obigen Erfindung kann die Befestigungsvorrichtung eine Mehrzahl von Halteelementen und eine Mehrzahl von Halteelementantriebsmotoren zum separaten Antreiben der Halteelemente umfassen. Die Steuervorrichtung kann die Mehrzahl von Halteelementantriebsmotoren synchron antreiben, um die Position des Werkstücks in der Befestigungsvorrichtung zu ändern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Bearbeitungssystems, das mit einer ersten Befestigungsvorrichtung versehen ist, gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockschaubild eines Bearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine weitere schematische perspektivische Ansicht eines Bearbeitungssystems, das mit einer ersten Befestigungsvorrichtung versehen ist, gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine vergrößerte Vorderansicht einer ersten Befestigungsvorrichtung, in der ein Werkstück befestigt ist.
5 ist ein Ablaufplan, der die Steuerung eines Bearbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform erläutert.
6 ist ein Ablaufplan, der auf den Ablaufplan von 5 folgt.
7 ist eine schematische Vorderansicht, die eine Bewegung eines Werkstücks erläutert, wenn das Werkstück an einer ersten Befestigungsvorrichtung befestigt ist.
8 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Befestigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
9 ist eine weitere schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Befestigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer dritten Befestigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines zu bearbeitenden Werkstücks in einer dritten Befestigungsvorrichtung.
12 ist eine Vorderansicht eines zu bearbeitenden Werkstücks in einer dritten Befestigungsvorrichtung.
13 ist eine schematische Vorderansicht, die einen ersten Status veranschaulicht, wenn das Werkstück in einer dritten Befestigungsvorrichtung befestigt ist.
14 ist eine schematische Vorderansicht, die einen zweiten Status veranschaulicht, wenn das Werkstück in einer dritten Befestigungsvorrichtung befestigt ist.
Ausführliche Beschreibung
Ein Bearbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 14 beschrieben. Das Bearbeitungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks unter Verwendung eines vordefinierten Werkzeugs und einem Roboter zum Anbringen eines Werkstücks an der Werkzeugmaschine und Lösen aus dieser bereitgestellt.
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Bearbeitungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei einem Bearbeitungssystem 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein von einer Werkzeugmaschine zu bearbeitendes Werkstück 9 von einem Roboter 2 neu platziert. Die Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine. Und zwar kann die Werkzeugmaschine das Werkstück 9 auf Basis eines vorab erstellten Bearbeitungsprogramms automatisch bearbeiten. Die Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer ersten Befestigungsvorrichtung 4 versehen, die an einem Tisch 11 befestigt ist. Das Werkstück 9 ist über die Befestigungsvorrichtung 4 am Tisch 11 befestigt.
Das Bearbeitungssystem 100 ist mit dem Roboter 2 versehen, der das unbearbeitete Werkstück 9 an der Befestigungsvorrichtung 4 anbringt und das bearbeitete Werkstück 9 aus der Befestigungsvorrichtung 4 löst. Das Bearbeitungssystem 100 ist mit einer Hand 3 versehen, die am Spitzenende eines Arms 21 des Roboters 2 angebracht ist. Die Hand 3 ist an einem Handgelenkteil 22 des Arms 21 befestigt. Der Roboter 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gelenkroboter. Der Gelenkroboter gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Position und Ausrichtung des Handgelenkteils 22 des Arms 21 frei ändern. Der Roboter 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das Werkstück 9 in der vordefinierten Position und Ausrichtung positionieren.
Die Befestigungsvorrichtung 4 ist mit einem Rahmen 41 versehen, der am Tisch 11 befestigt ist. Der Rahmen 41 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist wie ein Kasten geformt. Der Rahmen 41 weist im Inneren einen Hohlraum auf. Die Befestigungsvorrichtung 4 ist mit einer Mehrzahl von Halteelementen zum Halten des Werkstücks 9 versehen. Die Halteelemente sind am Rahmen 41 befestigt und umfassen ortsfeste Halteelemente 47, die in Bezug auf den Rahmen 41 ortsfest sind, und bewegliche Halteelemente 42, die in Bezug auf den Rahmen 41 beweglich sind. Das Werkstück 9 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so ausgebildet, dass es eine viereckige planare Form aufweist.
Die beweglichen Halteelemente 42 sind so angeordnet, dass sie das Werkstück 9 in Kombination mit den ortsfesten Halteelementen 47 sandwichartig aufnehmen. Bei der vorliegenden Ausführungsform nehmen zwei ortsfeste Halteelemente 47 und ein bewegliches Halteelement 42 das Werkstück 9 in eine Richtung des Werkstücks 9 sandwichartig auf. Des Weiteren nehmen ein ortsfestes Halteelement 47 und ein bewegliches Halteelement 42 das Werkstück 9 in eine Richtung senkrecht zu der einen Richtung des Werkstücks 9 sandwichartig auf.
Die Befestigungsvorrichtung 4 umfasst erste Antriebsmotoren 43 als Halteelementantriebsmotoren zum Bewegen der beweglichen Halteelemente 42. Führungsteile 46 sind in den beweglichen Halteelementen 42 ausgebildet. Die Führungsteile 46 sind in Nutenteile eingesetzt, die im Rahmen 41 gebildet sind. Die Nutenteile erstrecken sich in die Richtung, in die sich die beweglichen Halteelemente 42 bewegen. Die beweglichen Halteelemente 42 bewegen sich entlang der Nutenteile. Die beweglichen Halteelemente 42 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden von einem Zahnstangenmechanismus angetrieben. Die Drehkraft der ersten Antriebsmotoren 43 wird durch Reduktionsgetriebe 45 verstärkt. Die erste Antriebsmotoren 43 werden so betrieben, dass sie die beweglichen Halteelemente 42 dazu veranlassen, sich näher zum Werkstück 9 und sich von diesem weg zu bewegen, wie von Pfeilen 101 ausgewiesen.
Die Hand 3 umfasst einen Handkörper 31 und einen Klauenteil 32 als Greifelement zum Greifen eines Werkstücks. Der Handkörper 31 umfasst einen zweiten Antriebsmotor als Greifelementantriebsmotor zum Antreiben des Greifelements. Der zweite Antriebsmotor wird so angetrieben, dass der Klauenteil 32 geöffnet und geschlossen wird. Bei einem in 1 gezeigten Beispiel kann die Hand 3 das Werkstück 9 durch Öffnen des Klauenteils 32 greifen und kann das Werkstück 9 durch Schließen des Klauenteils 32 freigeben. Das Werkstück 9 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein Loch 91 mit einer im Wesentlichen kreisförmigen planaren Form. Das Loch 91 entspricht einem Teil, den es vom Klauenteil 32 zu ergreifen gilt. Der Klauenteil 32 gelangt mit der Innenfläche des Lochs 91 des Werkstücks 9 in Angriff, um das Werkstück 9 zu greifen. Man bemerke, dass die Konfiguration der Hand nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist und jede beliebige Konfiguration zum Greifen oder Freigeben eines Werkstücks verwendet werden kann.
2 zeigt ein Blockschaubild eines Bearbeitungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist das Bearbeitungssystem 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Werkzeugmaschine 1 und einer Steuervorrichtung zum Steuern des Roboters 2 und der Hand 3 versehen. Die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 zum Steuern der Werkzeugmaschine 1 und eine Robotersteuervorrichtung 6 zum Steuern des Roboters 2 und der Hand 3. Die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 und die Robotersteuervorrichtung 6 sind durch eine Kommunikationsvorrichtung verbunden, die einen Kommunikationsdraht 15 umfasst. Die Kommunikationsvorrichtung kann eine Kommunikation z. B. über Ethernet (eingetragene Handelsmarke) durchführen.
Die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 umfasst eine Bewegungssteuereinheit 71 und eine Speichereinheit 73. Die Bewegungssteuereinheit 71 steuert die Antriebsmotoren 12, die für Bewegungsachsen in wie z. B. X-Achse, Y-Achse, Z-Achse usw. in der Werkzeugmaschine 1 vorgesehen sind. In der Werkzeugmaschine 1 werden die Antriebsmotoren 12 für die Bewegungsachsen so angetrieben, dass die relative Position einer Werkzeugmaschine zum Tisch 11 geändert wird. Und zwar kann die Werkzeugmaschine 1 das Werkstück 9 bearbeiten, während es die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück 9 ändert. Die Speichereinheit 73 speichert z. B. ein Bearbeitungsprogramm zum Bearbeiten des Werkstücks 9.
Die Robotersteuervorrichtung 6 umfasst eine Bewegungssteuereinheit 61 und eine Speichereinheit 63. Die Bewegungssteuereinheit 61 steuert einen Armantriebsmotor 23 des Roboters 2. Der Armantriebsmotor 23 wird so angetrieben, dass die Position und die Ausrichtung des Roboters 2 geändert werden. Des Weiteren steuert die Bewegungssteuereinheit 61 einen zweiten Antriebsmotor 33 zum Antreiben des Klauenteils 32 der Hand 3. Die Bewegungssteuereinheit 61 stellt einen Winkel ein, um den der Klauenteil 32 der Hand 3 geöffnet ist, indem sie den zweiten Antriebsmotor 33 steuert.
Des Weiteren steuert die Robotersteuervorrichtung 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Befestigungsvorrichtung 4. Die Bewegungssteuereinheit 61 steuert die ersten Antriebsmotoren 43 der Befestigungsvorrichtung 4. Die Bewegungssteuereinheit 61 steuert die Position der beweglichen Halteelemente 42. Die Speichereinheit 63 speichert z. B. ein Bewegungsprogramm zum Betreiben eines Roboters, von einer Erkennungseinrichtung erkannte Informationen und berechnete Informationen.
Die Robotersteuervorrichtung 6 umfasst eine Positionserkennungseinheit 62. Die Befestigungsvorrichtung 4 umfasst eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Position eines Halteelements. Die Befestigungsvorrichtung 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst Drehwinkelerkennungseinrichtungen 44 zum Erkennen des Drehwinkels der ersten Antriebsmotoren 43. Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich jede Drehwinkelerkennungseinrichtung 44 an einem Endteil jedes ersten Antriebsmotors 43. Die Drehwinkelerkennungseinrichtungen 44 können z. B. aus einem Kodierer bestehen. Der Drehwinkel der ersten Antriebsmotoren 43 kann anhand der Ausgabe der Drehwinkelerkennungseinrichtungen 44 erkannt werden. Die Positionserkennungseinheit 62 kann die Position der beweglichen Halteelemente 42 auf Basis des erkannten Drehwinkels erkennen. Beispiele für die Position der beweglichen Halteelemente 42 umfasst den Koordinatenwert eines vordefinierten Punkts in jedem beweglichen Halteelement 42 in einem vordefinierten Koordinatensystem der Werkzeugmaschine.
Der Roboter 2 umfasst eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Position und der Ausrichtung des Roboters 2. Der Roboter 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Drehwinkelerkennungseinrichtung 24 zum Erkennen des Drehwinkels des Armantriebsmotors 23. Der Drehwinkel des Armantriebsmotors 23 kann anhand der Ausgabe der Drehwinkelerkennungseinrichtung 24 erkannt werden. Die Positionserkennungseinheit 62 der Robotersteuervorrichtung 6 kann die Position und die Ausrichtung des Roboters 2 auf Basis des erkannten Drehwinkels erkennen. Die Positionserkennungseinheit 62 kann auch die Position und die Ausrichtung der Hand 3 auf Basis der Position und der Ausrichtung des Roboters 2 berechnen.
Die Hand 3 umfasst eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen des Antriebsstatus des Klauenteils 32 als Greifelement. Die Hand 3 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Drehwinkelerkennungseinrichtung 34 zum Erkennen des Drehwinkels des zweiten Antriebsmotors 33. Die Positionserkennungseinheit 62 der Robotersteuervorrichtung 6 kann die Antriebsstatus des Klauenteils 32, d. h. den Öffnungswinkel des Klauenteils 32, anhand der Ausgabe der Drehwinkelerkennungseinrichtung 34 erkennen.
1 zeigt den Status, bevor das Werkstück 9 in der Befestigungsvorrichtung 4 positioniert wird. Die beweglichen Halteelemente 42 sind so positioniert, dass sie nicht mit dem Werkstück 9 in Kontakt gelangen, und zwar an Positionen getrennt von einem Bereich, in dem das Werkstück 9 positioniert ist. In diesem Zustand positioniert der Roboter 2, wie von einem Pfeil 110 ausgewiesen, das Werkstück 9 in einem Bereich, der von den beweglichen Halteelementen 42 und den ortsfesten Halteelementen 47 umgeben ist. Der Roboter 2 positioniert das Werkstück 9 derart, dass das Werkstück 9 mit einer Montagefläche 41a des Rahmens 41 in Kontakt gelangt.
3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, wenn ein Werkstück an einer ersten Befestigungsvorrichtung befestigt ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Nachdem der Roboter 2 das Werkstück 9 an der Montageoberfläche 41a des Rahmens 41 positioniert hat, bewegen sich die beweglichen Halteelemente 42 in Richtung des Werkstücks 9, wie durch einen Pfeil 103 ausgewiesen.
Wenn es in der Befestigungsvorrichtung 4 gehalten wird, wird das Werkstück 9 von den beweglichen Halteelementen 42 gedrückt und bewegt, während es von der Hand 3 gehalten wird. Die Robotersteuervorrichtung 6 der vorliegenden Ausführungsform verfügt über eine Funktion zum Ändern der Position und der Ausrichtung des Roboters 2 gemäß der Bewegung des Werkstücks 9. Die Robotersteuervorrichtung 6 erkennt die Größenordnung und Richtung einer externen Kraft, die auf den Roboter 2 angelegt wird, z. B. auf Basis eines elektrischen Stroms, der zum Armantriebsmotor 23 gespeist wird, und der Position und der Ausrichtung des Roboters 2, die von der Drehwinkelerkennungseinrichtung 24 ausgegeben werden. Die Bewegungssteuereinheit 61 treibt den Armantriebsmotor 23 an, so dass die Position und die Ausrichtung des Roboters 2 in der Richtung geändert wird, in der die externe Kraft angelegt wird. Die Robotersteuervorrichtung 6 ermöglicht diese Funktion, wenn die beweglichen Halteelemente 42 auf das Werkstück 9 drücken. Diese Steuerung ermöglicht, dass die beweglichen Halteelemente 42 auf das Werkstück 9 drücken, und ermöglicht, dass das Werkstück 9 in engen Kontakt mit den ortsfesten Halteelementen 47 gebracht wird.
Eine Mehrzahl der beweglichen Halteelemente 42 bewegt sich in Richtung des Werkstücks 9 und danach nehmen die beweglichen Halteelemente 42 und die ortsfesten Halteelemente 47 das Werkstück 9 in einer Mehrzahl von Richtungen sandwichartig auf und halten dieses. Des Weiteren wird während des Zeitraums, in dem das Werkstück 9 gehalten wird, elektrischer Strom kontinuierlich zu den ersten Antriebsmotoren 43 gespeist. Somit wird während des Zeitraums, in dem das Werkstück 9 gehalten wird, eine Kraft auf die beweglichen Halteelemente 42 angelegt, so dass die beweglichen Halteelemente 42 sich in Richtung des Werkstücks 9 bewegen.
Nachdem die Befestigungsvorrichtung 4 das Werkstück 9 befestigt hat, zieht sich der Roboter 2 zurück. In der Hand 3 wird der zweite Antriebsmotor 33 so angetrieben, dass der Klauenteil 32 geschlossen wird. Der Eingriff des Klauenteils 32 wird gelöst. Danach wird, wie von einem Pfeil 102 ausgewiesen, der Arm 21 des Roboters 2 vom Werkstück 9 weg bewegt und somit ist die Hand 3 vom Werkstück 9 getrennt.
Somit kann der Roboter 2 das unbearbeitete Werkstück 9 an der Befestigungsvorrichtung 4 anbringen. Danach bearbeitet die Werkzeugmaschine 1 das Werkstück 9. Nachdem ein Bearbeitungsbetrieb für das Werkstück 9 abgeschlossen wurde, löst der Roboter 2 das bearbeitete Werkstück 9 aus der Befestigungsvorrichtung 4. In dieser Hinsicht kann das Werkstück 9 in einer in Bezug auf das Anbringen des Werkstücks 9 umgekehrten Verfahrensweise aus der Befestigungsvorrichtung 4 gelöst werden.
Und zwar bewegt die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 den Tisch 11 so, dass die Befestigungsvorrichtung 4 in einer vordefinierten Position angeordnet wird. Danach bringt die Robotersteuervorrichtung 6 den Klauenteil 32 der Hand 3 in einen geschlossenen Zustand. Die Robotersteuervorrichtung 6 treibt den Roboter 2 so an, dass der Klauenteil 32 in das Loch 91 des Werkstücks 9 eingesetzt wird. Danach öffnet die Robotersteuervorrichtung 6 den Klauenteil 32 der Hand 3, um die Hand 3 zu veranlassen, das Werkstück 9 zu greifen. Danach veranlasst die Robotersteuervorrichtung 6 die beweglichen Halteelemente 42, sich vom Werkstück 9 weg zu bewegen, um den Haltestatus des Werkstücks 9 zu lösen. Das Werkstück 9 wird aus der Befestigungsvorrichtung 4 freigegeben, während es vom Roboter 2 gegriffen wird. Danach wird der Roboter 2 so angetrieben, dass das Werkstück 9 von der Befestigungsvorrichtung 4 weg bewegt wird. Des Weiteren befördert der Roboter 2 das Werkstück 9 an eine Stelle, an der das bearbeitete Werkstück 9 positioniert ist.
Bei der Befestigungsvorrichtung 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die ersten Antriebsmotoren 43 die beweglichen Halteelemente 42 bewegen. Eine hydraulische oder pneumatische Befestigungsvorrichtung stellt die Bewegungsstrecke der Halteelemente nicht ein. Die Befestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch einen Steuerbetrieb durchführen, um die Halteelemente in beliebigen Positionen anzuordnen. Wenn ein Werkstück an einer Befestigungsvorrichtung angebracht oder aus dieser gelöst ist, kann die Befestigungsvorrichtung die Bewegungsstrecke des Halteelements minimieren. Die Mindestbewegungsstrecke des Halteelements kann z. B. gemäß den Abmessungen eines vordefinierten Werkstücks ermittelt werden. Somit kann die Zeit zum Anbringen oder Lösen des Werkstücks verringert werden. Folglich kann die Zeit zum Bearbeiten des Werkstücks verringert werden.
Die Befestigungsvorrichtung 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist am Tisch 11 der Werkzeugmaschine 1 befestigt, wird jedoch von der Robotersteuervorrichtung 6 gesteuert. Diese Struktur ermöglicht das Verringern der Zeit, die für eine Kommunikation zwischen der Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 und Robotersteuervorrichtung 6 erforderlich ist. Die Zeit zum Anbringen des Werkstücks 9 an der Befestigungsvorrichtung 4 oder Lösen dieses kann verringert werden. Die Robotersteuervorrichtung 6 muss z. B. Informationen zur Tatsache, dass das Werkstück 9 in einer vordefinierten Position in der Befestigungsvorrichtung 4 positioniert ist, nicht an die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 senden, und demgemäß kann die Wartezeit des Roboters 2 und der Werkzeugmaschine 1 verringert werden.
Man bemerke beispielsweise, dass die Befestigungsvorrichtung von der Werkzeugmaschinensteuervorrichtung gesteuert werden kann. Alternativ kann die Steuervorrichtung zum Steuern der Befestigungsvorrichtung aus einer unabhängigen Steuervorrichtung zusammengesetzt sein. Diese Steuervorrichtung kann ausgebildet sein, um eine Kommunikation zwischen der Robotersteuervorrichtung und der Werkzeugmaschinensteuervorrichtung durchzuführen.
Bei der Befestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform können bewegliche Halteelemente in beliebigen Positionen positioniert sein und demgemäß können Werkstücke mit unterschiedlichen Formen bearbeitet werden. Und zwar kann die Befestigungsvorrichtung eine Mehrzahl von Werkstücktypen befestigen. Beispielsweise kann die Befestigungsvorrichtung Werkstücke diverser Größen befestigen und kann die Werkzeugmaschine Werkstücke diverser Größen bearbeiten. Alternativ kann die Befestigungsvorrichtung ein Werkstück mit einer beliebigen Form befestigen, die von den Halteelementen befestigt werden kann. Die Befestigungsvorrichtung kann z. B. ein Werkstück mit einer planaren Form befestigen, bei dem die Längsabmessung und die Querabmessung unterschiedlich sind.
Darüber kann die Befestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform Druckkräfte der Halteelemente auf ein Werkstück einstellen. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt die Bewegungssteuereinheit 61 der Robotersteuervorrichtung 6 elektrischen Strom ein, der an die ersten Antriebsmotoren 43 zu speisen ist. Eine Erhöhung des an die ersten Antriebsmotoren 43 gespeisten elektrischen Stroms kann Kräfte zum Befestigen des Werkstücks 9 erhöhen. Der elektrische Strom, der zu den ersten Antriebsmotoren 43 zu speisen ist, kann vorab in einem Bewegungsprogramm des Roboters 2 ermittelt werden, so dass er auf Basis von Signalen eingestellt wird, die von der Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 empfangen werden.
Beispielsweise wenn ein Werkstück von der Werkzeugmaschine 1 bearbeitet wird, werden große Kräfte an das Werkstück 9 angelegt, wenn eine schwere Schneidarbeit durchgeführt wird, bei der die Schneidmenge groß ist. Die Bewegungssteuereinheit 61 erhöht den zu den ersten Antriebsmotoren 43 gespeisten elektrischen Strom, so dass das Werkstück 9 fest befestigt und stabil bearbeitet werden kann. Im Gegensatz dazu kann das Werkstück 9 bei einem Veredelungsbearbeitungsbetrieb zum Veredeln der Oberfläche des Werkstücks 9 verformt werden, wenn das Werkstück 9 durch eine große Kraft befestigt wird. Wenn das Werkstück 9 verformt ist, verringert sich die Bearbeitungsgenauigkeit. Beim Veredelungsbearbeitungsbetrieb ist die Schneidmenge gering und demgemäß können die Kräfte zum Halten des Werkstücks 9 verringert werden. Wenn der Veredelungsbearbeitungsbetrieb durchgeführt wird, kann somit die Bewegungssteuereinheit 61 den elektrischen Strom verringern, der zu den ersten Antriebsmotoren 43 gespeist wird. Die Verringerung von Kräften zum Befestigen des Werkstücks 9 kann die Verringerung der Bearbeitungsgenauigkeit für das Werkstück 9 unterdrücken.
Zwischenzeitlich wird die Drehwinkelerkennungseinrichtung 44 an den ersten Antriebsmotoren 43 der Befestigungsvorrichtung 4 angebracht. Die Drehwinkelerkennungseinrichtung 44 kann die Position der beweglichen Halteelemente 42 erkennen. Die Robotersteuervorrichtung 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Abmessungen des Teils des Werkstücks 9, der von den Halteelementen gehalten wird, auf Basis der Position der Halteelemente, wenn das Werkstück 9 von den Halteelementen gehalten wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Robotersteuervorrichtung 6 die Abmessungen des gehaltenen Teils des Werkstücks 9 auf Basis der Position der beweglichen Halteelemente 42.
Des Weiteren umfasst die Hand 3 die Drehwinkelerkennungseinrichtung 34 zum Erkennen des Antriebsstatus des zweiten Antriebsmotors 33. Auf Basis des von der Drehwinkelerkennungseinrichtung 34 erkannten Drehwinkels kann die Position des Klauenteils 32, d. h. der Öffnungswinkel des Klauenteils 32, berechnet werden. Die Robotersteuervorrichtung 6 berechnet die Abmessungen des Teils des Werkstücks 9, der vom Klauenteil 32 gegriffen wird, auf Basis der Position des Klauenteils 32, wenn das Werkstück 9 vom Klauenteil 32 gegriffen wird. Beispielsweise wenn der Innendurchmesser des Lochs 91 des Werkstücks 9 groß ist, ist der Klauenteil 32 weit geöffnet. Im Gegensatz dazu ist der Klauenteil 32 nicht weit geöffnet, wenn der Innendurchmesser des Lochs 91 klein ist. Somit wird der Grad der Öffnung des Klauenteils 32 erkannt, um den Innendurchmesser des Lochs 91 zu berechnen. Des Weiteren kann die Robotersteuervorrichtung 6 die Position und die Ausrichtung des Roboters 2 anhand der Ausgabe der Drehwinkelerkennungseinrichtung 24 des Roboters 2 erkennen.
Des Weiteren korrigiert die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück 9, wenn die Werkzeugmaschine 1 das Werkstück 9 bearbeitet, auf Basis der Abmessungen des Teils des Werkstücks 9, der von der Befestigungsvorrichtung 4 gehalten wird, der Abmessungen des Teils des Werkstücks 9, der von der Hand 3 gegriffen wird, und der Position und der Ausrichtung der Hand 3. Des Weiteren bearbeitet die Werkzeugmaschine 1 das Werkstück 9 auf Basis der korrigierten relativen Position.
4 zeigt eine vergrößerte Vorderansicht eines Werkstücks, das an einer ersten Befestigungsvorrichtung befestigt ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 4 sind die X-Richtung und die Y-Richtung im Maschinenkoordinatensystem festgelegt, wobei ein vordefinierter fester Punkt der Werkzeugmaschine als Ausgangspunkt festgelegt ist. Die ersten Antriebsmotoren 43 veranlassen zwei bewegliche Halteelemente 42 dazu, auf das Werkstück 9 zu drücken, wie durch Pfeil 103 ausgewiesen. Das Werkstück 9 umfasst Abmessungsfehler.
Bei dem in 4 gezeigten Beispiel ist ein Schneidteil 93 an einem Endteil des Lochs 91 des Werkstücks 9 gebildet. Ein Bereich 94, der den Schneidteil 93 umfasst, ist definiert. Eine weitere Komponente ist in einem späteren Prozess in den Schneidteil 93 einzusetzen. Bei diesem Bearbeitungsbetrieb wird der Schneidteil 93 in X-Richtung so gebildet, dass sich der Bereich 94 in im Wesentlichen der Mitte des Werkstücks 9 in der Breitenrichtung befindet. Ein Referenzpunkt 95 ist der Symmetrie wegen im Bereich 94 festgelegt. Bei diesem Beispiel weicht der Referenzpunkt 95 von einem Mittelpunkt 92 des Lochs 91 in X-Richtung ab. Der Bearbeitungsbetrieb, der diese Abweichung zulässt, wird jedoch durchgeführt. In Y-Richtung wird der Schneidteil 93 so gebildet, dass ein Abstand HA zwischen dem oberen Teil des Schneidteils 93 und dem oberen Teil des Lochs 91 innerhalb des Bereichs 94 einen vordefinierten Wert erreicht.
5 zeigt einen Ablaufplan einer Steuerung eines Robotersystems, wenn ein Schneid betrieb gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. Unter Bezugnahme auf die 2, 4 und 5 greift die Hand 3 in Schritt 121 das unbearbeitete Werkstück 9. In Schritt 122 wird eine Abmessung X1 des Teils des Werkstücks 9, der von der Hand 3 gegriffen wird, anhand der Positionsinformationen (Drehwinkel) des zweiten Antriebsmotors 33 berechnet. Die Robotersteuervorrichtung 6 berechnet die Abmessung X1 des gegriffenen Teils auf Basis des Öffnungswinkels des Klauenteils 32. Ein Durchmesser D des Lochs 91 entspricht der Abmessung X1.
Danach beurteilt die Robotersteuervorrichtung 6 in Schritt 123, ob die Abmessung X1 innerhalb eines zulässigen Bereichs bleibt. Die Robotersteuervorrichtung 6 umfasst eine Beurteilungseinheit 64, die einen Beurteilungsbetrieb durchführt. Und zwar beurteilt die Beurteilungseinheit 64, ob der Durchmesser D des Lochs 91 zu groß ist oder ob dieser zu klein ist. Der diesbezügliche zulässige Bereich wird vorab ermittelt. In Schritt 123, wenn die Abmessung X1 außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, geht der Prozess zu Schritt 138 über.
In Schritt 138 beurteilt die Robotersteuervorrichtung 6, dass die Form des Werkstücks 9 fehlerhaft ist. Danach gibt die Robotersteuervorrichtung 6 das Werkstück 9 in Schritt 139 aus. Beispielsweise führt die Robotersteuervorrichtung 6 keinen Steuerbetrieb zum Freigeben des Griffs des Werkstücks 9 durch die Hand 3 durch. Des Weiteren steuert die Robotersteuervorrichtung 6 den Roboter 2 derart, dass das Werkstück 9 zu einem Lagerbereich für fehlerhafte Waren befördert wird. In Schritt 123, wenn die Abmessung X1 innerhalb des zulässigen Bereichs bleibt, geht der Prozess zu Schritt 124 über.
In Schritt 124 positioniert der Roboter 2 das Werkstück 9 auf der Montagefläche 41a der Befestigungsvorrichtung 4. In Schritt 125 bewegt die Befestigungsvorrichtung 4 die beweglichen Halteelemente 42, um das Werkstück 9 zu halten.
Danach berechnet die Robotersteuervorrichtung 6 in Schritt 126 eine Abmessung X2 des Teils des Werkstücks 9, der von den Halteelementen gehalten wird, auf Basis der Positionsinformationen (Drehwinkel) der ersten angetriebenen Motoren 43. Bei der vorliegenden Ausführungsform erkennt die Robotersteuervorrichtung 6 die Position der beweglichen Halteelemente 42 auf Basis der Ausgabe der Drehwinkelerkennungseinrichtung 44. Des Weiteren wird eine Breite W des Werkstücks 9 als Abmessung X2 auf Basis der Position der beweglichen Halteelemente 42 und der Position der ortsfesten Halteelemente 47 berechnet.
Danach erkennt die Robotersteuervorrichtung 6 in Schritt 127 die Position und die Ausrichtung der Hand 3 auf Basis der Position und der Ausrichtung des Roboters 2, die von der Drehwinkelerkennungseinrichtung 24 des Roboters 2 erkannt werden. Des Weiteren kann die Robotersteuervorrichtung 6 die Position des Mittelpunkts 92 des Lochs 91 auf Basis der Position und der Ausrichtung der Hand 3 berechnen.
Danach berechnet die Robotersteuervorrichtung 6 in Schritt 128 einen Unterschied X3 zwischen dem Teil des Werkstücks 9, der vom Roboter 2 gegriffen wird, und dem Teil des Werkstücks, der an der Befestigungsvorrichtung 4 befestigt ist. Die Robotersteuervorrichtung 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet einen Abstand DX zwischen dem Mittelpunkt 92 und der Oberfläche, die von den ortsfesten Halteelementen 47 in X-Richtung gehalten wird, als Positionsunterschied X3. Des Weiteren berechnet die Robotersteuervorrichtung 6 einen Abstand DY zwischen dem Mittelpunkt 92 und der Oberfläche, die von den ortsfesten Halteelementen 47 in Y-Richtung gehalten wird, als Positionsunterschied X3.
In Schritt 129 beurteilt die Beurteilungseinheit 64 der Robotersteuervorrichtung 6, ob der Abstand X2 und der Positionsunterschied X3 innerhalb ihrer jeweiligen zulässigen Bereichen bleiben. Diese zulässigen Bereiche werden vorab ermittelt. Wenn zumindest eines der Abmessung X2 und des Positionsunterschieds X3 außerhalb eines zulässigen Bereichs davon liegt, geht der Prozess zu Schritt 138 über. Danach wird beurteilt, ob die Form des Werkstücks 9 fehlerhaft ist, und in Schritt 139 wird das Werkstück 9 ausgegeben. Somit kann die Formfehlerhaftigkeit des Werkstücks 9 vor der Bearbeitung verifiziert werden.
In Schritt 129, wenn die Abmessung X2 und der Positionsunterschied X3 innerhalb ihrer jeweiligen zulässigen Bereiche bleiben, geht der Prozess zu Schritt 130 über. In Schritt 130 gibt die Hand 3 das Werkstück 9 frei. Des Weiteren zieht sich der Roboter 2 in Schritt 131 vom Werkstück 9 zurück. Die Robotersteuervorrichtung 6 sendet ein Signal, das dafür repräsentativ ist, dass die Befestigung des Werkstücks 9 durch die Befestigungsvorrichtung 4 abgeschlossen ist, an die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7.
6 zeigt einen weiteren Ablaufplan einer Steuerung eines Bearbeitungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Ablaufplan in 6 folgt auf den Ablaufplan in 5. In Schritt 139 in 5 wird das Werkstück 9 ausgegeben, da die Abmessungen X1 und X2 oder der Positionsunterschied X3 des Werkstücks 9 außerhalb ihrer zulässigen Bereiche liegen, und danach geht der Prozess zu Schritt 137 über. Des Weiteren beurteilt die Beurteilungseinheit 64 in Schritt 137, ob noch ein unbearbeitetes Werkstück vorhanden ist. In Schritt 137, wenn noch ein unbearbeitetes Werkstück vorhanden ist, kehrt der Prozess zu Schritt 121 in 5 zurück und wird die Bearbeitung des Werkstücks 9 wiederholt.
Nach abgeschlossenem Zurückziehen des Roboters 2 in Schritt 131 in 5 geht der Prozess zu Schritt 132 in 6 über. In Schritt 132 wird die Korrekturhöhe der Position, wenn die Werkzeugmaschine einen Bearbeitungsbetrieb durchführt, auf Basis der Abmessungen X1 und X2 und des Positionsunterschieds X3 berechnet. Die Robotersteuervorrichtung 6 sendet die Abmessungen X1 und X2 und den Positionsunterschied X3, die tatsächlich berechnet wurden, an die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7. Die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 ist mit einer Korrektureinheit 72 versehen. Die Korrektureinheit 72 korrigiert die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück 9 auf Basis der Abmessungen X1 und X2 und des Positionsunterschieds X3.
4 zeigt den Referenzpunkt 95 des Bereichs 94, wenn der Schneidteil 93 in einer gewünschten Position gebildet ist. Die Position des Referenzpunkts 95 in X-Richtung wird am Mittenpunkt der Breite W des Werkstücks 9 festgelegt. Eine Länge HL des Bereichs 94 in Y-Richtung, d. h. die Länge des Schneidteils 93 in Y-Richtung, kann auf Basis des Durchmessers D des Lochs und einer vordefinierten Länge HA festgelegt werden. Man bemerke, dass eine vordefinierte Länge als Breite des Bereichs 94 festgelegt werden kann.
Die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück 9, d. h. ein Werkzeugweg in jedem Bearbeitungsbetrieb für den Schneidteil 93, wird von einem Bearbeitungsprogramm der Werkzeugmaschine vorab festgelegt. Des Weiteren berechnet die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 die Korrekturhöhe des Werkzeugwegs auf Basis der Position des Referenzpunkts 95 des Bereichs 94 und der Länge HL. Bei der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Korrektureinheit 72 die Korrekturhöhe der Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück 9 in X-Richtung und die Korrekturhöhe der Position des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück 9 in Y-Richtung. Die Korrektureinheit 72 erzeugt den korrigierten Werkzeugweg auf Basis der Korrekturhöhe.
Danach bearbeitet die Werkzeugmaschine 1 in Schritt 133 das Werkstück 9 unter Verwendung des korrigierten Werkzeugwegs. Der Werkzeugweg wird auf Basis des einzelnen Unterschieds des Werkstücks 9 korrigiert und demgemäß kann ein Bearbeitungsbetrieb für gewünschte Positionen des Werkstücks 9 durchgeführt werden. Und zwar kann die Werkzeugmaschine 1 das Werkstück 9 bearbeiten, während Formfehler korrigiert werden. Wenn die Bearbeitung des Werkstücks 9 abgeschlossen ist, sendet die Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 ein Signal, das dafür repräsentativ ist, dass die Bearbeitung abgeschlossen ist, an die Robotersteuervorrichtung 6.
Danach berechnet die Robotersteuervorrichtung 6 in Schritt 134 die Position und die Ausrichtung der Roboters 2, der das bearbeitete Werkstück 9 unter Verwendung der Hand 3 greift. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann die Position des bearbeiteten Lochs 91 des Werkstücks 9 auf Basis der Abmessungen X1 und X2 und des Positionsunterschieds X3 berechnen. Beispielsweise kann die Position des Mittelpunkts 92 des Lochs 91 berechnet werden. Man bemerke, dass die Robotersteuervorrichtung 6 die Position und die Ausrichtung des Roboters 2, wenn der Griff des Werkstücks 9 gelöst wird, in der Speichereinheit 63 speichern kann. Die Robotersteuervorrichtung 6 kann z. B. die Position und die Ausrichtung des Roboters 2, wenn das bearbeitete Werkstück 9 gegriffen wird, auf Basis der gespeicherten Position und Ausrichtung festlegen. Diese Steuerung ermöglicht, dass der Roboter 2 das Werkstück 9 greift, während Formkorrekturen im Werkstück 9 korrigiert werden.
Des Weiteren kann die Robotersteuervorrichtung 6 in Schritt 134 die Abmessungen des gegriffenen Teils des Werkstücks 9 auf Basis der Abmessungen X1 und X2 und des Positionsunterschieds X3 berechnen. Beispielsweise kann die Robotersteuervorrichtung 6 die Abmessungen des bearbeiteten Lochs 91 berechnen. Des Weiteren kann die Robotersteuervorrichtung 6 den Öffnungswinkel des Klauenteils 32 der Hand 3 berechnen. Diese Steuerung ermöglicht, dass die Hand 3 das bearbeitete Werkstück 9 zuverlässig greift.
Danach steuert die Robotersteuervorrichtung 6 in Schritt 135 die Position und die Ausrichtung der Roboters 2, so dass die Hand 3 das bearbeitete Werkstück 9 greifen kann. Danach greift die Hand 3 das Werkstück 9. In Schritt 136 befördert der Roboter 2 das bearbeitete Werkstück 9 an eine vordefinierte Stelle.
Danach beurteilt die Robotersteuervorrichtung 6 in Schritt 137, ob noch ein unbearbeitetes Werkstück vorhanden ist. In Schritt 137, wenn noch ein unbearbeitetes Werkstück vorhanden ist, kehrt der Prozess zu Schritt 121 in 5 zurück und wird die Bearbeitung des Werkstücks 9 wiederholt. Somit kann das Bearbeitungssystem 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitung des Werkstücks 9 wiederholen. Es kann eine Mehrzahl von Werkstücken automatisch bearbeitet werden.
Bei der obigen Ausführungsform führt die Steuervorrichtung eine Beurteilung der Form des Werkstücks 9, eine Korrektur des Werkzeugwegs der Werkzeugmaschine und eine Korrektur der Position und der Ausrichtung des Roboters 2, wenn das Werkstück 9 gelöst ist, auf Basis der Abmessungen X1 und X2 und des Positionsunterschieds X3 durch. Die Steuervorrichtung ist nicht auf diesen Typ beschränkt und kann eine Beurteilung oder Korrektur unter Verwendung mancher der Abmessungen X1 und X2 und des Positionsunterschieds X3 durchführen.
Unter Bezugnahme auf 4 berechnet die Robotersteuervorrichtung 6 bei der vorliegenden Ausführungsform zwischenzeitlich die Abmessungen des Teils des Werkstücks 9, der von den Halteelementen gehalten wird, auf Basis der Position der beweglichen Halteelemente 42. Insbesondere berechnet die Robotersteuervorrichtung 6 die Breite W des Werkstücks 9. Die Berechnung der Abmessungen des Werkstücks 9 ist nicht auf diesen Berechnungstyp beschränkt und kann auf Basis des Bewegungsausmaßes des Werkstücks 9 durchgeführt werden, wenn das Werkstück 9 von den beweglichen Halteelementen 42 gehalten wird.
7 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Werkstücks, wenn das Werkstück von der Befestigungsvorrichtung befestigt ist. Wenn das Werkstück 9 auf der Montagefläche 41a des Rahmens 41 positioniert ist, positioniert der Roboter 2 das Werkstück 9 innerhalb eines Bereichs, der von den beweglichen Halteelementen 42 und den ortsfesten Halteelementen 47 umgeben ist. Das Werkstück 9 ist z. B. an einer Position 90a positioniert. Diesbezüglich ist eine Lücke zwischen dem Werkstück 9 und den beweglichen Halteelementen 42 und zwischen dem Werkstück 9 und den ortsfesten Halteelementen 47 gebildet. Des Weiteren bewegt die Robotersteuervorrichtung 6 die beweglichen Halteelemente 42, wie vom Pfeil 103 ausgewiesen, so dass das Werkstück 9 in engen Kontakt mit den ortsfesten Halteelementen 47 gebracht wird. Dabei wird der Roboter 2 angetrieben, während den externen Kräften gefolgt wird, wie oben beschrieben.
Das Werkstück 9 wird an einer Position 90b in engem Kontakt mit den ortsfesten Halteelementen 47 positioniert. Ein Mittelpunkt 92a des Lochs 91 des Werkstücks 9 bewegt sich in die von einem Pfeil 106 ausgewiesene Richtung. Danach bewegt sich der Mittelpunkt an eine Position, die durch einen Mittelpunkt 92b des Lochs 91 ausgewiesen ist.
Die Robotersteuervorrichtung 6 kann die Position des Mittelpunkts 92a des Lochs 91 und die Position des Mittelpunkts 92b auf Basis der Positionsinformationen der Hand 3, wenn das Werkstück 9 angebracht ist, berechnen. Und zwar kann die Robotersteuervorrichtung 6 die Position der Hand 3 vor und nach Halten des Werkstücks 9 durch die Befestigungsvorrichtung 4 berechnen. Des Weiteren kann die Robotersteuervorrichtung 6 die Richtung und das Bewegungsausmaß, das durch den Pfeil 106 ausgewiesen ist, des Mittelpunkts 92 des Lochs 91 berechnen. Dieses Bewegungsausmaß umfasst das Bewegungsausmaß in X-Richtung und das Bewegungsausmaß in Y-Richtung.
Die Grundabmessungen, die die Basis der Abmessungen des Werkstücks 9 sind, und das Grundbewegungsausmaß des Mittelpunkts 92 des Lochs 91 für ein Werkstück mit den Grundabmessungen sind, werden vorab ermittelt. Des Weiteren kann die Robotersteuervorrichtung 6 die Abmessungen des Werkstücks 9 auf Basis des Grundbewegungsausmaßes und des tatsächlichen Bewegungsausmaßes korrigieren. Beispielsweise wenn die Abmessungen des Werkstücks 9 größer als die Grundabmessungen sind, verringert sich das durch den Pfeil 106 ausgewiesene Bewegungsausmaß. Wenn die Abmessungen des Werkstücks 9 kleiner als die Grundabmessungen sind, erhöht sich das durch den Pfeil 106 ausgewiesene Bewegungsausmaß hingegen. Somit kann die Robotersteuervorrichtung 6 vordefinierte Abmessungen des Werkstücks 9 auf Basis des tatsächlich erkannten Bewegungsausmaßes berechnen. Beispielsweise kann die Robotersteuervorrichtung 6 den Abstand von den ortsfesten Halteelementen 47 zum Mittelpunkt 92 des Lochs 91 auf Basis des Bewegungsausmaßes berechnen. Insbesondere kann die Position des Mittelpunkts 92 des Lochs 91 in Y-Richtung auf Basis des Bewegungsausmaßes in Y-Richtung berechnet werden.
Somit kann die Robotersteuervorrichtung 6 beispielsweise die Abmessungen des Werkstücks 9 auf Basis des Bewegungsausmaßes des Werkstücks 9, wenn der Roboter 2 dem Werkstück 9 folgt, um das Werkstück zu halten, berechnen. Des Weiteren korrigiert die Korrektureinheit 72 der Werkzeugmaschinensteuervorrichtung 7 die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück 9, wenn ein Bearbeitungsbetrieb durchgeführt wird. Beispielsweise kann die Korrektureinheit 72 die Position des Referenzpunkts 95 in Y-Richtung im Bereich 94 des Schneidteils 93 auf Basis der Position des Mittelpunkts 92 des Lochs 91 in Y-Richtung festlegen. Des Weiteren kann die Korrektureinheit 72 die relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück 9 zum Schneiden des Schneidteils 93 korrigieren. Die Bewegungssteuereinheit 71 kann die Werkzeugmaschine 1 so steuern, dass das Werkstück 9 in der korrigierten relativen Position bearbeitet werden kann.
8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Befestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Ähnlich der ersten Befestigungsvorrichtung 4 ist eine zweite Befestigungsvorrichtung 5 mit den beweglichen Halteelementen 42 und den ortsfesten Halteelementen 47 versehen, die die Seitenflächen des Werkstücks 9 halten können. Des Weiteren ist die zweite Befestigungsvorrichtung 5 mit einem beweglichen Halteelement 53 zum Halten der Oberseite des Werkstücks 9 versehen. Das bewegliche Halteelement 53 drückt auf das Werkstück 9 an dessen einem Endteil (erster Endteil). Der Rahmen 41 umfasst einen Vorsprungteil 54, der von der Montagefläche 41a vorspringt. Das bewegliche Halteelement 53 wird vom Vorsprungteil 54 drehbar gestützt.
Die zweite Befestigungsvorrichtung 5 ist mit einem ersten Antriebsmotor 48 zum Antreiben des beweglichen Halteelements 53 versehen. Der erste Antriebsmotor 48 ist an einem Vorsprungteil 50 befestigt, der von einer Seitenfläche des Rahmens 41 vorspringt. Eine Drehwinkelerkennungseinrichtung 49 zum Erkennen des Drehwinkels des ersten Antriebsmotors 48 ist am ersten Antriebsmotor 48 angebracht. Der erste Antriebsmotor 48 wird von der Robotersteuervorrichtung 6 gesteuert.
Ein Drehelement 51, das sich gemeinsam mit der Ausgabewelle des ersten Antriebsmotors 48 dreht, ist an der Ausgabewelle befestigt. Ein Endteil eines Verbindungselements 52 ist mit dem Drehelement 51 verbunden. Der andere Endteil des Verbindungselements 52 ist so ausgebildet, dass er den anderen Endteil (den zweiten Endteil) des beweglichen Halteelements 53 schiebt.
9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Werkstücks, das an einer zweiten Befestigungsvorrichtung befestigt ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 wird ein Endteil des beweglichen Halteelements 53 von einem Mechanismus, der das Drehelement 51 und das Verbindungselement 52 umfasst, in die Richtung bewegt, die von einem Pfeil 107 ausgewiesen ist. Der erste Antriebsmotor 48 wird so angetrieben, dass das Drehelement 51 gedreht wird. Das Drehelement 51 wird gedreht, um das Verbindungselement 52 zu bewegen. Danach wird das bewegliche Halteelement 53, das vom Vorsprungteil 54 getragen wird, gedreht, um auf die Oberseite des Werkstücks 9 zu drücken. Das bewegliche Halteelement 53 drückt auf das Werkstück 9, um das Werkstück 9 zu halten. Auch wenn das Werkstück 9 gehalten wird, wird des Weiteren elektrischer Strom zum ersten Antriebsmotor 48 gespeist, um das bewegliche Halteelement 53 zu veranlassen, auf das Werkstück 9 zu drücken, wie von einem Pfeil 108 ausgewiesen.
Wenn das Werkstück 9 bearbeitet wird, kann der Teil des Werkstücks, auf dem durch das Halteelement gedrückt wird, bearbeitet werden. Beispielsweise unter Bezugnahme auf 9 kann das Werkstück 9 im Bereich des Werkstücks 9, mit dem das bewegliche Halteelement 53 in Kontakt steht, bearbeitet werden. Bei der zweiten Befestigungsvorrichtung 5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das Halteelement bewegt werden, während das Werkstück 9 bearbeitet wird. Der Haltestatus mancher der Halteelemente kann vorübergehend freigegeben sein.
Beispielsweise wenn ein ausgenommener Teil im Bereich des Werkstücks 9, mit dem das bewegliche Halteelement 53 in Kontakt steht, gebildet ist, treibt die Robotersteuervorrichtung 6 den ersten Antriebsmotor 48 an, um das bewegliche Halteelement 53 zu veranlassen, sich vom Werkstück 9 weg zu bewegen. Das bewegliche Halteelement 53 bewegt sich vom Werkstück 9 weg, so dass die Werkzeugmaschine 1 den Bereich des Werkstücks 9 bearbeiten kann, mit dem das bewegliche Halteelement 53 in Kontakt steht. Nach abgeschlossenem Bearbeitungsbetriebs in der Werkzeugmaschine treibt die Robotersteuervorrichtung 6 den ersten Antriebsmotor 48 an, um das bewegliche Halteelement 53 zu veranlassen, das Werkstück 9 zu halten.
Somit kann sich das bewegliche Halteelement 53 bei dem Bearbeitungssystem, das mit der zweiten Befestigungsvorrichtung versehen ist, in dem Zeitraum, in dem das Werkstück 9 bearbeitet wird, bewegen. Um den Bereich eines Werkstücks zu bearbeiten, der vom beweglichen Halteelement gegriffen wird, ist es nicht erforderlich, die Richtung des befestigten Werkstücks zu ändern und eine weitere Befestigungsvorrichtung zu verwenden, und somit kann ein Bearbeitungsbetrieb in der gleichen Befestigungsvorrichtung kontinuierlich durchgeführt werden. Folglich kann die Zeit zum Bearbeiten eines Werkstücks verringert werden. Des Weiteren kann das Verfahren zum Halten eines Werkstücks in einer dritten Befestigungsvorrichtung während eines Bearbeitungsbetriebs geändert werden. Beispielsweise kann der Teil eines Werkstücks, der zu halten ist, je nach Teil des Werkstücks, der zu bearbeiten ist, geändert werden.
Das Halteelement, das sich während eines Bearbeitungsbetriebs für ein Werkstück bewegen kann, ist nicht auf das Halteelement zum Drücken auf die Oberseite eines Werkstücks begrenzt und es kann ein beliebiges Halteelement bewegt werden. Beispielsweise unter Bezugnahme auf 9 ist es während eines Bearbeitungsbetriebs möglich, die beweglichen Halteelemente 42, die Seitenflächen des Werkstücks 9 halten, zu veranlassen, sich von dem Werkstück 9 weg zu bewegen.
Man bemerke, dass das bewegliche Halteelement auf den bearbeiteten Teil drücken kann, nachdem das bewegliche Halteelement sich von einem Werkstück weg bewegt hat und der Teil des Werkstücks, von dem sich das bewegliche Halteelement weg bewegt, bearbeitet wurde. Dabei kann die Bewegungssteuereinheit der Robotersteuervorrichtung die Abmessungen des bearbeiteten Teils des Werkstücks durch die oben genannte Korrektursteuerung korrigieren. Des Weiteren kann die Bewegungssteuereinheit das bewegliche Halteelement je nach den korrigierten Abmessungen des Werkstücks antreiben.
Die anderen Konfigurationen, Betriebe und Wirkungen des Bearbeitungssystems, das mit der zweiten Befestigungsvorrichtung versehen ist, ähneln jenen des Bearbeitungssystems, das mit der ersten Befestigungsvorrichtung versehen ist.
10 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer dritten Befestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die dritte Befestigungsvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in einer Drehbank als Werkzeugmaschine positioniert. Die dritte Befestigungsvorrichtung 8 ist eine Spannfuttervorrichtung zum Halten eines Werkstücks 10. 10 zeigt den Status des zu bearbeitenden Werkstücks 10, das an der dritten Befestigungsvorrichtung 8 angebracht ist. Man bemerke, dass das Werkstück 10 ähnlich der oben genannten Werkzeugmaschine durch einen Roboter an der Befestigungsvorrichtung 8 angebracht oder aus dieser gelöst wird. Bei der Drehbank gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkstück 10 durch die Bewegung des Werkstücks 10 in die Richtung, in die sich die Drehachse 99 erstreckt, an der Befestigungsvorrichtung 8 angebracht oder aus dieser gelöst.
Die Befestigungsvorrichtung 8 ist mit einem Basiselement 81 versehen, das wie eine Scheibe geformt ist. Die Drehbank ist mit einem Basiselementantriebsmotor zum Drehen des Basiselements 81 um die Drehachse 99 versehen. Der Basiselementantriebsmotor wird so angetrieben, dass das Basiselement 81 in die Richtung gedreht wird, die durch einen Pfeil 109 ausgewiesen ist. Bei der Drehbank gemäß der vorliegenden Ausführungsform dreht sich das Werkstück 10 während eines Bearbeitungsbetriebs um die Drehachse 99, ohne dass die Position geändert wird. Die Drehbank ist mit einem Schneidwerkzeug versehen, das als Werkzeug dient. Die Drehbank gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst Antriebsmotoren zum Bewegen des Schneidwerkzeugs entlang vordefinierter Bewegungsachsen. Die Antriebsmotoren für die Bewegungsachsen werden so angetrieben, dass die relative Position der Werkzeugmaschine zum Basiselement 81 geändert wird. Und zwar werden die Antriebsmotoren für die Bewegungsachsen so angetrieben, dass die relative Position der Werkzeugmaschine zum Werkstück 10 geändert wird. Ähnlich wie bei der oben genannten Werkzeugmaschine steuert die Bewegungssteuereinheit der Werkzeugmaschinensteuervorrichtung die Antriebsmotoren für jeweilige Bewegungsachsen oder den Basiselementantriebsmotor.
Die Befestigungsvorrichtung 8 ist mit einem beweglichen Halteelement 82 versehen, das als Spannfutterklaue zum Halten des Werkstücks 10 dient. In der Befestigungsvorrichtung 8 ist eine Mehrzahl der beweglichen Halteelemente 82 angeordnet. Die beweglichen Halteelemente 82 bewegen sich entlang Führungsteilen 83, die im Basiselement 81 gebildete Nuten sind. Die beweglichen Halteelemente 82 bewegen sich in radialen Richtungen des Basiselements 81, wie durch Pfeile 101 ausgewiesen. Das Werkstück 10 wird durch ein Zwischenelement 84 befestigt. Das Zwischenelement 84 wird von den beweglichen Halteelementen 82 gehalten. Und zwar wird das Werkstück 10 von den beweglichen Halteelementen 82 über das Zwischenelement 84 gehalten.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Werkstücks, das von der dritten Befestigungsvorrichtung gehalten wird. 12 zeigt eine Vorderansicht eines Werkstücks, das von der dritten Befestigungsvorrichtung gehalten wird. Unter Bezugnahme auf die 11 und 12 ist ein Werkstück 10 eine Nockenwelle einer vordefinierten Vorrichtung. Das Werkstück 10 umfasst eine stangenartige Welle 96 und kreisförmige Nocken 97 mit kreisförmigem Schnitt. Jeder kreisförmige Nocken 97 ist so angeordnet, dass er sich in Bezug auf eine Mittelachse 98 der Welle 96 exzentrisch befindet.
Unter Bezugnahme auf 10 umfasst die dritte Befestigungsvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erste Antriebsmotoren als Halteelementantriebsmotoren zum Antreiben der beweglichen Halteelemente 82. Die Befestigungsvorrichtung 8 umfasst eine Mehrzahl von ersten Antriebsmotoren, die den beweglichen Halteelementen 82 entsprechen. Jeder der ersten Antriebsmotoren treibt das entsprechende der beweglichen Halteelemente 82 an. Des Weiteren werden die ersten Antriebsmotoren von der Bewegungssteuereinheit 61 der Robotersteuervorrichtung 6 getrennt gesteuert. Und zwar steuert jeder der ersten Antriebsmotoren die Position des entsprechenden der beweglichen Halteelemente 82.
Des Weiteren ist die Steuervorrichtung so konfiguriert, dass sie eine Mehrzahl der ersten Antriebsmotoren synchron antreibt, um die Position des Werkstücks 10 in der Befestigungsvorrichtung 8 zu ändern. Bei der Befestigungsvorrichtung 8 kann die relative Position des Zwischenelements 84 in Bezug auf das Basiselement 81, d. h. die relative Position des Werkstücks 10 in Bezug auf das Basiselement 81, geändert werden, während das Werkstück 10 bearbeitet wird. Eine Mehrzahl der beweglichen Halteelemente 82 wird gleichzeitig bewegt, um die Position des Werkstücks 10 zu ändern.
13 zeigt eine schematische Vorderansicht einer dritten Befestigungsvorrichtung und des Werkstücks, die einen ersten Status des zu bearbeitenden Werkstücks zeigt. 13 ist eine Ansicht, die den Status veranschaulicht, in dem die Oberfläche der Welle 96 geschnitten wird. Das Werkstück 10 ist so angeordnet, dass die Mittelachse 98 der Welle 96 mit der Drehachse 99 des Basiselements 81 zusammenfällt. Im ersten Status ist eine Mehrzahl der beweglichen Halteelemente 82 so angeordnet, dass deren Abstände von der Drehachse 99 in radialer Richtung des Basiselements 81 gleich sind. Das Werkstück 10 dreht sich um die Mittelachse der Welle 96 und kann demgemäß so bearbeitet werden, dass die Welle 96 einen kreisförmigen Schnitt aufweist.
14 zeigt eine schematische Vorderansicht der dritten Befestigungsvorrichtung und des Werkstücks, die einen zweiten Status des zu bearbeitenden Werkstücks zeigt. Nach abgeschlossener Bearbeitung der Welle 96 treibt die Bewegungssteuereinheit 61 der Robotersteuervorrichtung 6 die ersten Antriebsmotoren synchron an. Das bewegliche Halteelement 82 bewegt sich separat. Die Bewegungssteuereinheit 61 steuert eine Mehrzahl der ersten Antriebsmotoren, um das Werkstück 10 zu translatieren, während eine Mehrzahl der beweglichen Halteelemente 82 den Status hält, in dem das Werkstück 10 gehalten wird.
Im zweiten Status sind die beweglichen Halteelemente 82 so angeordnet, dass die Mittelachse eines der kreisförmigen Nocken 97 mit der Drehachse 99 des Basiselements 81 zusammenfällt. Das Zwischenelement 84 in 14 ist in einer Position angeordnet, die höher als jene des in 13 gezeigten ersten Status ist.
Im zweiten Status fällt die Mittelachse eines der kreisförmigen Nocken 97 mit der Drehachse 99 des Basiselements 81 zusammen. Somit kann die Oberfläche des kreisförmigen Nocken 97 bearbeitet werden, so dass der kreisförmige Nocken 97 einen kreisförmigen Schnitt aufweist.
Bei dem Bearbeitungssystem, das mit der dritten Befestigungsvorrichtung versehen ist, treibt die Steuervorrichtung eine Mehrzahl von Halteelementantriebsmotoren synchron an, um die Position eines Werkstücks in der Befestigungsvorrichtung zu ändern. Das Bearbeitungssystem, das mit der dritten Befestigungsvorrichtung versehen ist, kann die Position eines Werkstücks in der Befestigungsvorrichtung ändern, während das Werkstück bearbeitet wird. Durch die dritte Befestigungsvorrichtung ist das Neupositionieren des Zwischenelements oder das Neupositionieren von Halteelementen mit anderen Halteelementen mit unterschiedlichen Formen, wenn eine Mehrzahl von Teilen mit unterschiedlichen Mittelachsen bearbeitet wird, nicht mehr erforderlich und wird eine kontinuierliche Bearbeitung ermöglicht. Folglich kann die Zeit zum Bearbeiten eines Werkstücks verringert werden.
Die anderen Konfigurationen, Betriebe und Wirkungen des Bearbeitungssystems, das mit der dritten Befestigungsvorrichtung versehen ist, ähneln jenen des Bearbeitungssystems, das mit der ersten Befestigungsvorrichtung versehen ist.
Die vorliegende Erfindung kann ein Bearbeitungssystem bereitstellen, das mit einer Werkzeugmaschine und einem Roboter zum Anbringen eines Werkstücks an der Werkzeugmaschine und Lösen dieses versehen ist und das die Zeit vom Anbringen und Lösen des Werkstücks verringern kann.
Bei den jeweiligen obigen Steuerungen kann die Reihenfolge der Schritte entsprechend geändert werden, solange die Funktion und der Betrieb nicht verändert werden. Die obigen Ausführungsformen können entsprechend kombiniert werden.
In den obigen Zeichnungen sind die gleichen oder entsprechende Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen ausgewiesen. Man bemerke, dass die obigen Ausführungsformen Beispiele sind und die Erfindung nicht einschränken. Des Weiteren umfasst die Ausführungsformen Modifikationen von in den Ansprüchen beschriebenen Aspekten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 61-125752 [0003]

Claims

Bearbeitungssystem (100), das umfasst: eine Werkzeugmaschine (1), die eine Befestigungsvorrichtung (4, 5, 8) zum Befestigen eines Werkstücks (9, 10) umfasst; einen Roboter (2) zum Anbringen eines unbearbeiteten Werkstücks an der Befestigungsvorrichtung und zum Lösen eines bearbeiteten Werkstücks aus der Befestigungsvorrichtung; eine Hand (3), die an einem Spitzenende eines Arms (21) des Roboters angebracht ist; und eine Steuervorrichtung (6, 7) zum Steuern der Werkzeugmaschine, des Roboters und der Hand; wobei die Befestigungsvorrichtung ein Halteelement (42, 53, 82) zum Halten eines Werkstücks und einen Halteelementantriebsmotor (43, 48) zum Bewegen des Halteelements umfasst, und wobei das Halteelement sich bewegt, um ein Werkstück zu halten oder freizugeben.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Hand ein Greifelement (32) zum Greifen des Werkstücks und einen Greifelementantriebsmotor (33) zum Antreiben des Greifelements umfasst.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Steuervorrichtung eine Robotersteuervorrichtung (6) zum Steuern des Roboters und eine Werkzeugmaschinensteuervorrichtung (7) zum Steuern eines Antriebsmotors für eine Bewegungsachse in der Werkzeugmaschine umfasst, und die Befestigungsvorrichtung von der Robotersteuervorrichtung gesteuert wird.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Erkennungseinrichtung (44) zum Erkennen einer Position des Halteelements umfasst, und die Steuervorrichtung eine Abmessung des Teils des Werkstücks, der vom Halteelement gehalten wird, auf Basis einer Position des Halteelements, wenn das Halteelement ein Werkstück haltet, berechnet.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 2, wobei: die Hand eine Erkennungseinrichtung (34) zum Erkennen eines Antriebsstatus des Greifelements umfasst, und die Steuervorrichtung eine Abmessung des Teils des Werkstücks, der vom Greifelement gegriffen wird, auf Basis eines Antriebstatus des Greifelements, wenn das Greifelement das Werkstück greift, berechnet.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei: die Steuervorrichtung eine relative Position eines Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück zum Zeitpunkt, an dem das Werkstück bearbeitet wird, auf Basis einer berechneten Abmessung des Werkstücks korrigiert und die Werkzeugmaschine so steuert, dass sie das Werkstück in der korrigierten relativen Position bearbeitet.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Werkstück dadurch bewegt wird, dass es vom Halteelement gedrückt wird, wenn das Werkstück in der Befestigungsvorrichtung befestigt ist, während es von der Hand gegriffen wird, und die Steuervorrichtung eine Position und eine Ausrichtung des Roboters ändert, um einer Bewegung des Werkstücks zu folgen.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 7, das eine Erkennungseinrichtung (24) zum Erkennen der Position und der Ausrichtung des Roboters umfasst, wobei: die Steuervorrichtung eine Position der Hand auf Basis der Position und der Ausrichtung des Roboters berechnet, ein Bewegungsausmaß des Werkstücks, wenn der Roboter der Bewegung des Werkstück folgt, auf Basis der Position der Hand vor und nach Halten des Werkstücks in der Befestigungsvorrichtung berechnet, eine relative Position des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück zum Zeitpunkt, wenn das Werkstück bearbeitet wird, auf Basis des Bewegungsausmaßes des Werkstücks korrigiert und die Werkzeugmaschine so steuert, dass sie das Werkstück in einer korrigierten relativen Position steuert.
Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Mehrzahl von Halteelementen (82) und eine Mehrzahl von Halteelementantriebsmotoren zum separaten Antreiben der Halteelemente umfasst, und die Steuervorrichtung die Mehrzahl von Halteelementantriebsmotoren synchron antreibt, um eine Position des Werkstücks in der Befestigungsvorrichtung zu ändern.